[論文レビュー] Extragalactic large-scale structures in the northern Zone of Avoidance

M. Ramatsoku, R. C. Kraan‐Korteweg+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 17, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、ナンシャイ電波望遠鏡を用いたH I 21 cm線観測を通じて、北半球の回避帯域（ZoA）における252個の未測定銀河の赤方偏移を検出した。これにより、ペルセウス＝ピサス超銀河団に関連する2つの主要な大規模構造が明らかになった。1つは赤経 ℓ ≈ 90° のフィラメントであり、もう1つは銀河団を含む明確な壁構造（ℓ ≈ 160°）である。この壁構造には2つの強力な電波銀河とX線銀河団（CIZA J0450.0+4501）が存在する。これらの発見により、PPSの既知の範囲が拡張され、これまで認識されていなかったより質量が大きく、力学的に重要な構造である可能性が示唆された。

ABSTRACT

We used the Nançay Radio Telescope (NRT) to measure the 21 cm line emission of near-infrared bright galaxies in the northern Zone of Avoidance (ZoA) without previous redshift determinations. We selected galaxies with extinction-corrected magnitudes $K_s^o \leq 11\hbox{$.\!\!^{ m m}$}25$ from the 2MASS Extended Source Catalog. These data will complement the existing 2MASS Redshift Survey (2MRS; first data release) as well as the ongoing 2MASS Tully-Fisher survey, both of which exclude the inner ZoA ($|b|< 5^{\circ}$), where the identification of galaxy candidates is the hardest. Of the $\sim$1000 identified 2MASX galaxy candidates we have so far detected 252 to our 3.0 mJy rms sensitivity limit and the velocity limit of 10500 km/s. The resulting redshift distribution reveals various new structures that were hitherto uncharted. They seem to form part of the larger Perseus-Pisces Supercluster (PPS). The most conspicuous is a ridge at about $\ell\approx 160^{\circ}$,$v \approx 6500$ km/s. Within this wall-like structure, two strong radio galaxies (3C 129 and 3C 129.1) are embedded which lie at the same distance as the ridge. They seem to form part of an X-ray cluster. Another prominent filament has been identified crossing the ZoA at $\ell \approx 90^\circ$, hence suggesting the second Perseus-Pisces arm is more extended than previously thought.

研究の動機と目的

• 光学的スクリーニングがチリの遮蔽と星の密集によって妨げられる北半球の回避帯域（ZoA）における赤方偏移のギャップを埋めるため。
• 光学スペクトロスコピーに失敗する近赤外線が明るい銀河からのH I 21 cm線放射を検出することで、赤方偏移を取得するため。
• 特にペルセウス＝ピサス超銀河団（PPS）内に位置する、これまで未踏破の大規模構造をマッピングするため。
• 新たに同定された構造および銀河団の力学的意義を、宇宙の流れおよびグレートアトラクターの影響の文脈で調査するため。
• 近傍宇宙における大規模構造および局所的速度流れのモデルを改善するためのデータを提供するため。

提案手法

• 北半球のZoA（|b| ≤ 10°, δ > -39°）において、Ks⁰ ≤ 11.25 mag の近赤外線が明るい銀河候補1000個を2MASS拡張源カタログから選定した。
• 100mナンシャイ電波望遠鏡を用いて、ポイント観測を実施し、3.0 mJyのrms感度と-500から10,500 km s⁻¹の速度範囲を持つH I 21 cm線を観測した。
• システムティックな誤差を低減しSN比を向上させるために、20′のオフソース位置を用いた位置スイッチングモードを採用した。
• スペクトル分解能を2.6 km s⁻¹に設定し、その後18 km s⁻¹に平滑化して、源の検出および赤方偏移測定を実施した。
• NEDおよび既存の調査（例：2MRS, HIZOA）と照合し、事前に観測済みの源を除外した。
• 赤方偏移分布のマッピングを通じて、特にℓ ≈ 90°およびℓ ≈ 160°に位置する大規模構造および銀河団を特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 チリの遮蔽によって光学的スクリーニングで検出されない、北半球の回避帯域に存在する大規模構造は何か？
• RQ2 ペルセウス＝ピサス超銀河団は、これまでの推定よりも銀河の平面にわたってより広がっているのか？
• RQ3 ℓ ≈ 160°に位置する顕著な電波銀河は、回避帯域内に巨大なX線銀河団が存在することを示唆するか？
• RQ4 ZoAにおけるH I検出は、宇宙の流れフィールドおよびグレートアトラクターの影響をどのように再評価するか？
• RQ5 H I観測により、ペルセウス＝ピサスフィラメントが銀河の平面を横断する連続性が解明できるか？

主な発見

• 1000個のターゲット銀河候補から252個のH I検出が得られ、検出率は約25％であった。
• ℓ ≈ 160°に位置する顕著な壁状構造（v ≈ 6000–7000 km s⁻¹）は、同じ赤方偏移にある2つの強力な電波銀河（3C 129および3C 129.1）を含んでおり、これにより銀河団への関連性が確認された。
• ℓ ≈ 160°の銀河団はX線銀河団CIZA J0450.0+4501として同定され、X線放射度が1.89 × 10⁴⁴ h₅₀⁻² erg s⁻¹であった。これは、巨大なが、おそらくは低く見積もられているシステムを示している。
• ℓ ≈ 90°に位置するフィラメントがZoAを貫通していることが検出され、ペルセウス＝ピサス超銀河団の第二の腕が、これまでの推定よりも広がっている可能性が示唆された。
• 赤方偏移分布は、ペルセウス＝ピサスコンプレックスが銀河の平面にわたり連続的であることを確認し、ペルセウス銀河団（A426）とアベル569をZoAを介して接続していることを示した。
• これらの発見は、ペルセウス＝ピサス超銀河団が、以前の調査が示唆したよりも顕著に広がっており、おそらくはより質量が大きく、局所的宇宙の流れに影響を与える可能性があることを示唆している。